(57)【要約】【課題】取り付け時に応力集中箇所が発生し難い樹脂ブッシングを得る。【解決手段】ケース１の孔２の位置で、樹脂製の外側ブッシング半部３の軸線方向の端部に設けた凹部４と樹脂製の内側ブッシング半部５の軸線方向の端部に設けた凸部６とを、凸部６の先端平面６ｃを凹部４の平らな底面４ａに当接させて嵌め合わせ、各ブッシング半部３，５の各軸心部の貫通孔７，８にブッシング導体９を貫通させ、ブッシング導体９のネジ部９ａに螺合したナット１０により各ブッシング半部３，５を締結する。この場合、外側ブッシング半部３を、軸線方向の両端の外側拡径部３ａと内側拡径部３ｂとを中間の柱状部３ｃでつないだＩ形に形成する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの孔の位置で、樹脂製の外側ブッシング半部の軸線方向の端部に設けられた凹部と樹脂製の内側ブッシング半部の軸線方向の端部に設けられた凸部とが、前記凸部の先端平面を前記凹部の平らな底面に当接させて嵌め合わされ、前記外側ブッシング半部と前記内側ブッシング半部の各軸心部の貫通孔にブッシング導体が貫通され、該ブッシング導体のネジ部に螺合されたナットにより前記外側ブッシング半部と前記内側ブッシング半部とが締結されている樹脂ブッシングにおいて、
前記外側ブッシング半部は軸線方向の両端の外側拡径部と内側拡径部とを中間の柱状部でつないだＩ形に形成されていることを特徴とする樹脂ブッシング。
【請求項２】
前記柱状部は、前記外側拡径部側が小径で前記内側拡径部側が大径の円錐台形状に形成され、前記柱状部の前記外側拡径部と前記内側拡径部との接合部の外面は円弧状曲面で形成され、前記内側拡径部の前記凹部の底面とその外周の立上がり面とがなすコーナ部の外面は円弧状曲面で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂ブッシング。
【請求項３】
前記内側ブッシング半部の前記ナットで加圧される側が突出部として形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂ブッシング。
【請求項４】
前記内側ブッシング半部の前記突出部の表面には周方向に間欠的に複数のリブが放射状に突設されていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂ブッシング。
【請求項５】
前記内側ブッシング半部の前記凸部の立上がり部とそれを支持する部分とがなすコーナ部の外面は円弧状曲面で形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の樹脂ブッシング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器でそのケースを電気導体が貫通するところで使用する樹脂ブッシングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気機器でそのケースを電気導体が貫通するところでは、磁器ブッシングを使用して、ケースに対して電気導体を電気絶縁していた。
【０００３】
しかしながら、磁器ブッシングは、非常に硬い材料であるが、脆性的であるため衝撃等に弱く、欠けや割れが生じ易く、このため取付け作業時に落下させないようにしたり、出荷や入荷時等に衝撃が加わらないように梱包に注意したりして、取り扱いに注意が必要であって、作業性が悪い問題点があった。
【０００４】
そこで、ブッシングを構成する材料を、磁器に比べて衝撃に強く、延性的な材料であるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の熱可塑性樹脂に素材変更することで、作業性の改善を図り、材料費の低減やリサイクル性も良くする樹脂ブッシングにすることが望まれている。
【０００５】
このようなニーズのもと、樹脂ブッシングを開発していくにあたって、現状の磁器ブッシングの構造をそのまま転用したのでは、樹脂は磁器に比べて素材強度が低く、静的荷重に弱いため、出願人は次のような検討を行った。
【０００６】
図７は、従来の磁器ブッシングの構造をそのまま樹脂ブッシングに変更した場合の縦断面図である。
【０００７】
この樹脂ブッシングでは、変圧器等のケース１の孔２の位置で、樹脂製の外側ブッシング半部３の軸線方向の端部に設けられた凹部４と樹脂製の内側ブッシング半部５の軸線方向の端部に設けられた凸部６とが嵌め合わされ、外側ブッシング半部３と内側ブッシング半部５の各軸心部の貫通孔７，８にブッシング導体９が貫通され、該ブッシング導体９のネジ部９ａに螺合されたナット１０により外側ブッシング半部３と内側ブッシング半部５とが締結されている。この場合、外側ブッシング半部３は、凹部４の深さが深いため縦断面形状がＵ字状をなしている。この外側ブッシング半部３の外面の形状もＵ字状となっている。外側ブッシング半部３は、パッキン１１を介してケース１に当接されている。ブッシング導体９は、その基部が端子部９ｂとなっていて、外部配線の端子を接続するための接続孔９ｃが設けられている。端子部９ｂは、パッキン１２を介して外側ブッシング半部３に当接されている。凹部４の深さは、凸部６の高さより深くなっていて、相互に接触しない構造になっている。
【０００８】
しかしながら、このような構造の樹脂ブッシングでは、前述したように樹脂は磁器に比べて素材強度が低く、静的荷重に弱いため、図７で破線の丸印ａ，ｂで示す箇所が応力の集中箇所となり、これら凹部４の底面４ａとその外周の立上がり面４ｂとがなすコーナ部や、凸部６の立上がり部６ａとそれを支持する部分６ｂとがなすコーナ部において、取り付け後に残る残留応力によって外側ブッシング半部３と内側ブッシング半部５とが割れる危険性があった。
【０００９】
そこで出願人は、図８に示すような樹脂ブッシングに変更した。この樹脂ブッシングでは、内側ブッシング半部５の凸部６の突出高さを高くし、凸部６の先端平面６ｃを凹部４の平らな底面４ａに当接させた（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
このようにすると、外側ブッシング半部３と内側ブッシング半部５との残留応力が緩和され、長期使用時における破線丸印ａ，ｂの応力集中箇所の割れを低減することができる。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００３−１５１３８８号公報（図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示すような樹脂ブッシングでは、取り付け時に、図９に示すように、凸部６の先端平面６ｃが凹部４の平らな底面４ａに当接される前に、締め付け荷重によって、破線丸印ａ，ｂの応力集中箇所に強く応力が集中して割れが生じる危険性があった。
【００１３】
これは、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、外側ブッシング半部３と内側ブッシング半部５とを、その下向き面を支えておいて、上から荷重をかけると、破線丸印ａ，ｂの応力集中箇所に強く応力が集中して割れが発生することからも確認できる。
【００１４】
外側ブッシング半部３や内側ブッシング半部５の破線丸印ａ，ｂの応力集中箇所に割れが発生するのは、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、これら外側ブッシング半部３や内側ブッシング半部５の外側部分がＵ字状をなしていて、軸線方向から締め付け応力を受けると曲げ応力がかかるからである。
【００１５】
本発明の目的は、取り付け時に応力集中箇所が発生し難い樹脂ブッシングを得ることにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、コーナ部に応力が集中するのを分散できる樹脂ブッシングを得ることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ケースの孔の位置で、樹脂製の外側ブッシング半部の軸線方向の端部に設けられた凹部と樹脂製の内側ブッシング半部の軸線方向の端部に設けられた凸部とが、該凸部の先端平面を凹部の平らな底面に当接させて嵌め合わされ、外側ブッシング半部と内側ブッシング半部の各軸心部の貫通孔にブッシング導体が貫通され、該ブッシング導体のネジ部に螺合されたナットにより外側ブッシング半部と内側ブッシング半部とが締結されている樹脂ブッシングを対象とする。
【００１８】
本発明に係る樹脂ブッシングでは、外側ブッシング半部は軸線方向の両端の外側拡径部と内側拡径部とを中間の柱状部でつないだＩ形に形成されていることを特徴とする。
【００１９】
このように外側ブッシング半部がＩ形になっていると、締め付け時に従来のＵ形のもののような曲げ応力が加わらなくなって、代りに締め付け時に剪断応力が加わるようになり、従来問題となったコーナ部に集中した応力を低減することができ、割れの発生を防止することができる。
【００２０】
この場合、柱状部が、外側拡径部側が小径で内側拡径部側が大径の円錐台形部として形成されていると、内側拡径部側の荷重を支える面積が増えて、応力が比較的集中する箇所が外側拡径部側に移動し、最大応力を低減することができる。また、柱状部の外側拡径部と内側拡径部との接合部の外面が円弧状曲面で形成され、内側拡径部の凹部の底面とその外周の立上がり面とがなすコーナ部の外面も円弧状曲面で形成されていると、コーナ部に作用する応力を分散させることができる。
【００２１】
また、内側ブッシング半部のナットで加圧される側を突出部として形成すると、凸部の基部にかかる最大応力を低減することができる。
【００２２】
また、内側ブッシング半部の突出部の表面に、周方向に間欠的に複数のリブを放射状に突設すると、内側ブッシング半部の機械的強度を向上させることができ、凸部の基部にかかる最大応力をさらに低減することができる。
【００２３】
さらに、内側ブッシング半部の凸部の立上がり部とそれを支持する部分とがなすコーナ部の外面が円弧状曲面で形成されていると、コーナ部に作用する応力を分散させることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）（Ｂ）は本発明に係る樹脂ブッシングの外側ブッシング半部と内側ブッシング半部の実施の形態の第１例を示したもので、図１（Ａ）は本例で用いる外側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の縦断面図、図１  （Ｂ）は本例で用いる内側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の一部縦断側面図である。
【００２５】
本例の樹脂ブッシングで用いる外側ブッシング半部３は、図１（Ａ）に示すように、軸線方向の両端の外側拡径部３ａと内側拡径部３ｂとを中間の柱状部３ｃでつないだＩ形に形成されている。柱状部３ｃは、外径が一定のストレートな円柱状になっている。
【００２６】
また、本例の樹脂ブッシングで用いる内側ブッシング半部５は、ナット１０で加圧される側が円柱状の突出部１３として一体成形で突設されている。突出部１３の表面には、周方向に間欠的に複数のリブ１４が放射状に突設されている。
【００２７】
その他の構成は、図８と同様になっている。
【００２８】
このように外側ブッシング半部３がＩ形になっていると、締め付け時に従来のＵ形のもののような曲げ応力が加わらなくなって、代りに締め付け時に剪断応力が加わるようになり、従来問題となったコーナ部に集中した応力を低減することができ、割れの発生を防止することができる。
【００２９】
また、内側ブッシング半部５のナットで加圧される側が突出部１３として形成されていると、凸部６の基部にかかる最大応力を低減することができる。さらに、内側ブッシング半部５の突出部１３の表面に、周方向に間欠的に複数のリブ１４を放射状に突設すると、内側ブッシング半部５の機械的強度を向上させることができ、凸部６の基部にかかる最大応力をさらに低減することができる。
【００３０】
なお、図１（Ａ）（Ｂ）において、破線丸印ａ，ｂは応力の集中箇所を示す。
【００３１】
図２は本発明に係る樹脂ブッシングの実施の形態の第２例で用いる外側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の縦断面図である。
【００３２】
本例の樹脂ブッシングの外側ブッシング半部３と内側ブッシング半部５は、基本的には実施の形態の第１例と同様な構成となっている。
【００３３】
本例の樹脂ブッシングで用いる外側ブッシング半部３では、特に柱状部３ｃが、外側拡径部３ａ側が小径で内側拡径部３ｂ側が大径の円錐台形部として形成されている。
【００３４】
内側ブッシング半部５は、実施の形態の第１例として示した図１（Ｂ）と同じ形状になっている。
【００３５】
このように外側ブッシング半部３の柱状部３ｃが、外側拡径部３ａ側が小径で内側拡径部３ｂ側が大径の円錐台形部として形成されていると、内側拡径部３ｂ側の荷重を支える面積が増えて、応力が比較的集中する箇所が外側拡径部３ａ側に移動し、最大応力を低減することができる。
【００３６】
特に、図２で示すように外側ブッシング半部３が形成されていると、次のような利点がある。即ち、図１（Ａ）の構造で締め付け応力を作用させた場合、応力が一番集中し易い箇所は柱状部３ｃと内側拡径部３ｂとがなすコーナ部であり、この箇所の凹部４の底面４ａからの距離はＬ１  であって、比較的短かった。しかるに、図２で示す構造の場合は、柱状部３ｃは内側拡径部３ｂ側が外側拡径部３ａ側より拡径された円錐台形部として形成されているので、応力が一番集中し易い箇所は柱状部３ｃと外側拡径部３ａとがなすコーナ部となり、この箇所の凹部４の底面４ａからの距離はＬ２  となり、Ｌ１  より長くなる。
【００３７】
図３及び図４（Ａ）（Ｂ）は本発明に係る樹脂ブッシングの実施の形態の第３例を示したもので、図３は本例の樹脂ブッシングの要部縦断側面図、図４（Ａ）は本例で用いる外側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の縦断面図、図４（Ｂ）は本例で用いる内側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の一部縦断側面図である。
【００３８】
本例の樹脂ブッシングの外側ブッシング半部３と内側ブッシング半部５は、基本的には実施の形態の第２例と同様な構成となっている。
【００３９】
本例で用いる外側ブッシング半部３は、柱状部３ｃの外側拡径部３ａと内側拡径部３ｂとの接合部の外面が円弧状曲面（Ｒ面）で形成されている。また、外側拡径部３の凹部４の底面４ａとその外周の立上がり面４ｂとがなすコーナ部の外面が円弧状曲面で形成されている。
【００４０】
本例の内側ブッシング半部５は、凸部６の立上がり部６ａとそれを支持する部分６ｂとがなすコーナ部の外面が円弧状曲面で形成されている。
【００４１】
このように外側ブッシング半部３の柱状部３ｃの外側拡径部３ａと内側拡径部３ｂとの接合部の外面が円弧状曲面で形成され、内側拡径部３ｂの凹部４の底面４ａとその外周の立上がり面４ｂとがなすコーナ部の外面も円弧状曲面で形成されていると、コーナ部に作用する応力を分散させることができる。
【００４２】
同様に、内側ブッシング半部５の凸部６の立上がり部６ａとそれを支持する部分６ｂとがなすコーナ部の外面も円弧状曲面で形成されていると、コーナ部に作用する応力を分散させることができる。
【００４３】
その他の効果は、実施の形態１と、実施の形態２と同様である。
【００４４】
図５は本発明に係る樹脂ブッシングの実施の形態の第４例を示した外側ブッシング半部の軸線方向の端部からの上面図である。
【００４５】
本例の樹脂ブッシングでは、ブッシング導体９の端子部９ｂの下の首部９ｄの外周に凸部１５を設け、外側ブッシング半部４の内周に凸部１５を嵌める凹部１６を設けて、外側ブッシング半部４に対するブッシング導体９の位置決めが行われている。その他の構成は、実施の形態１、実施の形態２または実施の形態３と同様になっている。
【００４６】
図６は本発明に係る樹脂ブッシングの実施の形態の第５例を示した外側ブッシング半部とケースとの嵌め合わせ部の横断面図である。
【００４７】
本例の樹脂ブッシングでは、ケース１の孔２の内周に凸部１７を設け、外側ブッシング半部４の孔２に対する嵌め合わせ部１８の外周に凸部１７を嵌める凹部１９を設け、ケース１に対する外側ブッシング半部４の位置決めが行われている。その他の構成は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３または実施の形態４と同様になっている。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に係る樹脂ブッシングでは、外側ブッシング半部がＩ形になっているので、締め付け時に従来のＵ形のもののような曲げ応力が加わらなくなって、代りに締め付け時に剪断応力が加わるようになり、従来問題となったコーナ部に集中した応力を低減することができ、割れの発生を防止することができる。
【００４９】
この場合、柱状部が、外側拡径部側が小径で内側拡径部側が大径の円錐台形部として形成されていると、内側拡径部側の荷重を支える面積が増えて、応力が比較的集中する箇所が外側拡径部側に移動し、最大応力を低減することができる。また、柱状部の外側拡径部と内側拡径部との接合部の外面が円弧状曲面で形成され、内側拡径部の凹部の底面とその外周の立上がり面とがなすコーナ部の外面も円弧状曲面で形成されていると、コーナ部に作用する応力を分散させることができる。
【００５０】
また、内側ブッシング半部のナットで加圧される側を突出部として形成すると、凸部の基部にかかる最大応力を低減することができる。
【００５１】
また、内側ブッシング半部の突出部の表面に、周方向に間欠的に複数のリブを放射状に突設すると、内側ブッシング半部の機械的強度を向上させることができ、凸部の基部にかかる最大応力をさらに低減することができる。
【００５２】
さらに、内側ブッシング半部の凸部の立上がり部とそれを支持する部分とがなすコーナ部の外面が円弧状曲面で形成されていると、コーナ部に作用する応力を分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）（Ｂ）は本発明に係る樹脂ブッシングの実施の形態の第１例を示したもので、（Ａ）は本例で用いる外側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の縦断面図、（Ｂ）は本例で用いる内側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の一部縦断側面図である。
【図２】本発明に係る樹脂ブッシングの実施の形態の第２例で用いる外側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の縦断面図である。
【図３】本発明に係る樹脂ブッシングの実施の形態の第３例を示した要部縦断側面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は本発明に係る樹脂ブッシングの実施の形態の第３例を示したもので、（Ａ）は本例で用いる外側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の縦断面図、（Ｂ）は本例で用いる内側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の一部縦断側面図である。
【図５】本発明に係る樹脂ブッシングの実施の形態の第４例を示した外側ブッシング半部の軸線方向の端部からの上面図である。
【図６】本発明に係る樹脂ブッシングの実施の形態の第５例を示した外側ブッシング半部とケースとの嵌め合わせ部の横断面図である。
【図７】従来の樹脂ブッシングの縦断面図である。
【図８】図７の樹脂ブッシングを改良した樹脂ブッシングの縦断面図である。
【図９】図８の樹脂ブッシングを組み立てる過程の縦断面図である。
【図１０】（Ａ）（Ｂ）は従来の樹脂ブッシングを示したもので、（Ａ）は従来の樹脂ブッシングで用いる外側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の縦断面図、（Ｂ）は従来の樹脂ブッシングで用いる内側ブッシング半部に締め付け応力を作用させている状態の縦断面図である。
【符号の説明】
１  ケース
２  孔
３  外側ブッシング半部
４  凹部
４ａ  底面
４ｂ  立上がり面
５  内側ブッシング半部
６  凸部
６ａ  立上がり部
６ｂ  支持する部分
６ｃ  先端平面
７，８  貫通孔
９  ブッシング導体
９ａ  ネジ部
９ｂ  端子部
９ｃ  接続孔
１０  ナット
１１，１２  パッキン
１３  突出部
１４  リブ
１５，１７  凸部
１６，１９  凹部
１８  嵌め合わせ部
【図１】
2005019089.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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